Small nucleolar RNAs (snoRNAs) are non-coding RNAs localized in the nucleolus, where they participate in the cleavage and chemical modification of ribosomal RNAs. Their biogenesis and molecular functions have been extensively studied since their identification in the 1960s. However, their role in cancer has only recently started to emerge. In lung cancer, efforts to profile snoRNA expression have enabled the definition of snoRNA-related signatures, not only in tissues but also in biological fluids, exposing these small RNAs as potential non-invasive biomarkers. Moreover, snoRNAs appear to be essential actors of lung cancer onset and dissemination. They affect diverse cellular functions, from regulation of the cell proliferation/death balance to promotion of cancer cell plasticity. snoRNAs display both oncogenic and tumor suppressive activities that are pivotal in lung cancer tumorigenesis and progression. Altogether, we review how further insight into snoRNAs may improve our understanding of basic lung cancer biology and the development of innovative diagnostic tools and therapies.

Epithelial–mesenchymal transition (EMT) involves profound changes in cell morphology, driven by transcriptional and epigenetic reprogramming. However, evidence suggests that translation and ribosome composition also play key roles in establishing pathophysiological phenotypes. Using genome-wide analyses, we reported significant rearrangement of the translational landscape and machinery during EMT. Specifically, a cell line overexpressing the EMT transcription factor ZEB1 displayed alterations in translational reprogramming and fidelity. Furthermore, using riboproteomics, we unveiled an increased level of the ribosomal protein RPL36A in mesenchymal ribosomes, indicating precise tuning of ribosome composition. Remarkably, RPL36A overexpression alone was sufficient to trigger the acquisition of mesenchymal features, including a switch in the molecular pattern, cell morphology, and behavior, demonstrating its pivotal role in EMT. These findings underline the importance of translational reprogramming and fine-tuning of ribosome composition in EMT.

Le ribosome est la machinerie cellulaire réalisant l’une des dernières étapes de l’expression génique : la traduction. Composé de 4 ARNs ribosomiques (ARNr) et 80 protéines ribosomiques chez l’Homme répartis en 2 sous-unités, le ribosome a pendant longtemps été vu comme un complexe ribonucléoprotéique homogène et invariable du fait de l’importance de sa composition dans sa structuration et donc sa fonction. Or, dès sa découverte dans les années 1950, plusieurs études suggéraient déjà une hétérogénéité de composition du ribosome. Il faudra néanmoins attendre les années 2000 pour que le dogme du ribosome invariant soit remis en cause par une vision plus hétérogène de sa composition. A l’heure actuelle, une hétérogénéité de composition du ribosome a été observée au niveau des ARNr et des protéines ribosomiques dans différents contextes physio-pathologiques, grâce à des techniques expérimentales ou omiques. Cependant, l’impact fonctionnel de ces modifications de composition du ribosome n’a pas toujours été caractérisé. Quelques rares études ont néanmoins permis de lier hétérogénéité de composition du ribosome et traduction préférentielle de certains ARN messagers. D’un point de vue phénotypique, il est clair que des anomalies des protéines ribosomiques, en particulier mutation et expression substœchiométrie, impactent le comportement cellulaire, aboutissant à des défauts développementaux par exemple. Le lien entre hétérogénéité de composition du ribosome et phénotype est moins démontré dans le cas des modifications chimiques des ARNr malgré une forte association entre 2’-O-ribose méthylation et cancer. Cependant, ces études ont été purement comparatives de deux états cellulaires distincts (e.g., cancer vs sains) et n’ont pas permis d’évaluer l’importance de la composition du ribosome dans la dynamique cellulaire et/ou phénotypique. La transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) est à ce jour l’un des processus cellulaires dynamiques et réversibles les mieux caractérisés. L’EMT permet aux cellules épithéliales de se transdifférencier en cellules mésenchymateuses, afin, entre autres, de se mouvoir dans l’organisme. Ce processus physiologique est essentiel au cours de l’embryogenèse, la cicatrisation, mais également la progression métastatique. Décrite depuis les années 1970, l’EMT est très bien caractérisée des points de vue épigénétique et transcriptomique. Cependant, bien que certaines études soulèvent le rôle de la machinerie traductionnelle au cours de l’EMT, aucune étude n’a permis de caractériser l’apport relatif de la régulation traductionnelle par rapport à la régulation transcriptionnelle, ni même les modulations de la composition du ribosome. Or, dans la mesure où plusieurs consortiums déplorent actuellement le manque de nouvelles approches permettant de mieux caractériser et comprendre les mécanismes moléculaires, cellulaires et phénotypiques de l’EMT, l’étude de la traduction et du ribosome pourrait permettre d’apporter ce nouveau regard. Les travaux réalisés au cours de mon doctorat démontrent tout d’abord l’existence d’une hétérogénéité de composition du ribosome au cours de l’EMT au niveau des ARNr et protéines ribosomiques, à la fois entre les états stables mais également au cours de la dynamique de l’EMT. L’hétérogénéité de composition du ribosome observée dans des échantillons de cancers du sein et des lignées cellulaires permet de différencier des cellules aux caractéristiques mésenchymateuses versus épithéliales. D’un point de vue moléculaire, nos données permettent également de définir que la régulation traductionnelle est au moins aussi importante que la régulation transcriptionnelle, quantitativement, au cours de l’EMT. Enfin, nos résultats montrent que la modification de composition du ribosome au niveau d’une seule protéine ribosomique permet l’initiation de l’EMT in vitro. L’ensemble de ces travaux soutiennent le fait que la plasticité de composition du ribosome contribue au changement d’identité cellulaire.

The ribosome, long considered an invariant actor of gene expression, recently emerged as a contributor to translational control through chemical modifications of ribosomal RNAs (rRNAs). These modifications are guided by small nucleolar RNAs (snoRNAs), which direct modifying enzymes to specific rRNA positions. Here, we report that lung adenocarcinoma (LUAD) cells that are resistant to tyrosine kinase inhibitors (TKIs) reshape both their translational program and rRNA 2’O-ribose methylation (2’Ome) profiles. EML4-ALK -positive LUAD cells that are resistant to crizotinib (ALK inhibitor) exhibit reduced global protein synthesis and a change in selective translation of mRNAs, encoding proteins previously linked to resistance. These cells show concomitant reduction in SNORD104 and 2’Ome at its associated 28S_Cm1327 position. Functional studies reveal that SNORD104 depletion abolishes 2’Ome at 28S_Cm1327 without affecting basal translation or cell viability, but enhances both under crizotinib exposure. Moreover, SNORD104 knockdown attenuates caspase activation and PARP cleavage during treatment, supporting reduced cell death. Altogether, our findings support a role for snoRNA-guided rRNA modification as a novel non-genomic mechanism in early adaptive responses to crizotinib therapy in LUAD.